(57)【要約】【課題】ステータにおけるコイルエンドの小型化およびステータコアへの組み付け性の向上を可能とするコイルを簡便に製造できるコイルの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様は、コイル１の製造方法において、平角導体１０の供給方向に対してＸ軸方向が直交するように巻枠６２を配置した状態で、巻枠６２をＸ軸中心に回転させた後、巻枠６２をＹ軸中心に回転させて平角導体１０の供給方向に対してＺ軸方向が直交するように巻枠６２を配置した状態とする第１巻き付け工程と、平角導体１０の供給方向に対してＺ軸方向が直交するように巻枠６２を配置した状態で、巻枠６２をＺ軸中心に回転させる第２巻き付け工程と、クランク成形工程と、を有する。【選択図】  図１０
2013183493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻枠に対し導体を積層させながら巻き付けて、ステータコアのスロットの内部に配置される部分となる一対のスロット内配置部と、前記一対のスロット内配置部の間を連結し前記ステータコアに対し電源供給用のリード線が接続される側に配置される部分となるリード側コイルエンド配置部と、前記リード側コイルエンド配置部の反対側にて前記一対のスロット内配置部の間を連結する反リード側コイルエンド配置部とを備えるコイルを製造するコイルの製造方法において、
前記巻枠は、当該巻枠にて互いに直交するＸＹＺ軸を定義するときに、Ｘ軸方向に配列される第１Ｘ軸面および第２Ｘ軸面と、Ｙ軸方向に配列される第１Ｙ軸面および第２Ｙ軸面と、Ｚ軸方向に配列される第１Ｚ軸面および第２Ｚ軸面と、を備え、
前記導体の供給方向に対して前記Ｘ軸方向が直交するように前記巻枠を配置した状態で、前記巻枠を前記Ｘ軸中心に回転させながら前記導体を前記第１Ｚ軸面にて前記第２Ｙ軸面側から前記第１Ｙ軸面側へ向かって巻き付けて前記反リード側コイルエンド配置部を成形した後、前記巻枠を前記Ｙ軸中心に回転させて前記導体の供給方向に対して前記Ｚ軸方向が直交するように前記巻枠を配置した状態として、前記導体を前記第１Ｙ軸面にて前記第２Ｘ軸面側から前記第１Ｘ軸面側へ向かって巻き付けて前記一対のスロット内配置部のうちの一方を成形する第１巻き付け工程と、
前記導体の供給方向に対して前記Ｚ軸方向が直交するように前記巻枠を配置した状態で、前記巻枠を前記Ｚ軸中心に回転させながら、前記導体を前記第１Ｘ軸面にて前記第１Ｙ軸面側から前記第２Ｙ軸面側へ向かって巻き付けて前記リード側コイルエンド配置部を成形し、かつ、前記導体を前記第２Ｙ軸面にて前記第１Ｘ軸面側から前記第２Ｘ軸面側へ向かって巻き付けて前記一対のスロット内配置部のうちの他方を成形する第２巻き付け工程と、
前記第１巻き付け工程と前記第２巻き付け工程を複数回行うことにより前記巻枠に対し前記導体を隙間を備えるように積層させながら巻き付けた後、前記リード側コイルエンド配置部と前記反リード側コイルエンド配置部に対して前記導体の積層方向に前記導体の幅の大きさの段差を成形するクランク成形を行うクランク成形工程と、
を有することを特徴とするコイルの製造方法。
【請求項２】
請求項１のコイルの製造方法において、
前記巻枠は、前記第１Ｘ軸面と前記第１Ｙ軸面と前記第２Ｙ軸面と前記第１Ｚ軸面に、前記導体の幅の大きさの間隔を空けて設けられた複数の溝を備え、
前記溝に前記導体を挿入して前記巻枠に対し前記導体を巻き付けること、
を特徴とするコイルの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２のコイルの製造方法において、
成形された前記一対のスロット内配置部と前記リード側コイルエンド配置部と前記反リード側コイルエンド配置部を前記巻枠に押し付ける押し付け工程を有すること、
を特徴とするコイルの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つのコイルの製造方法において、
前記巻枠は、前記Ｙ軸方向に順に配列された第１巻枠片と第２巻枠片と第３巻枠片から構成され、
前記第１巻枠片は前記第１Ｙ軸面を備え、
前記第３巻枠片は前記第２Ｙ軸面を備えており、
前記巻枠に対し前記導体を積層させながら巻き付けた後、前記第１巻枠片と前記第３巻枠片の間の距離を狭めて前記巻枠から前記導体を外すこと、
を特徴とするコイルの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１つのコイルの製造方法において、
前記巻枠を前記Ｙ軸方向の中央部で分割して成形された第１領域と第２領域との相対的な配置位置をずらすことにより前記クランク成形を行うこと、
を特徴とするコイルの製造方法。
【請求項６】
請求項５のコイルの製造方法において、
前記第１領域と前記第２領域との間の距離を狭めて前記巻枠から前記導体を外すこと、
を特徴とするコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用回転電機などに使用されるコイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用回転電機などに使用されるコイルに関する従来技術として、特許文献１には、レーンチェンジ部に相当するクランク形状部を備えるコイルが配置されたステータを有する回転電機の技術が開示されている。この特許文献１の技術では、平角導体を六角のボビンに巻いて巻線を成形し、その後、成形型を用いて前記の巻線を加工することにより、クランク形状部を備えるコイルを成形している。そして、このクランク形状部を備えるコイルをステータコアに配置して、ステータを製造している。
【０００３】
また、特許文献２には、２つの同相のコイルが互いに渡り線で接続されており、当該２つの同相のコイルがなす周回の一部が互い重なるようにして、ステータコアの隣接したスロットに配置される技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０４２９３号公報
【特許文献２】特開２００９−１９５００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１や特許文献２の技術では、いずれもコイルに備わるレーンチェンジ部は、コイルのユニット単位でかわすように設計が為されている。そのため、例えば、コイルが３回巻きなら、一方のコイルのユニットは他方のコイルのユニットと干渉しないように、導体３本分の幅をレーンチェンジ部でかわすように設計が為されている。しかしながら、このレーンチェンジ部として使える幅は、ステータコアの径の大きさによって制約されてしまう。そのため、コイルの巻回数が多くなるとレーンチェンジ部が大きくなるので、レーンチェンジ部をステータコアの径方向に逃がすことが困難になり、レーンチェンジ部をステータコアの軸方向に逃がさなければならないおそれがある。そして、これにより、コイルエンドが大きくなってしまい、ステータおよびモータが大型化してしまう。
【０００６】
そこで、本出願人は、特許出願（出願番号  特願２０１２−０４２１２４）において、ステータにおけるコイルエンドの小型化を可能とし、さらに、ステータコアへの組み付け性の向上を図ったコイルを提案した。
【０００７】
ここで、このようなコイルの製造方法においては、できるだけ少ない装置を使用することにより、コイルを簡便に製造することが望ましい。なぜならば、例えば、コイルの製造において製造途中の加工物を装置間で移し替える際に、当該加工物の位置決め作業を減らすことができ、コイルの精度を向上できるなどの理由があるからである。
【０００８】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、ステータにおけるコイルエンドの小型化およびステータコアへの組み付け性の向上を可能とするコイルを簡便に製造することができるコイルの製造方法を提供すること、を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、巻枠に対し導体を積層させながら巻き付けて、ステータコアのスロットの内部に配置される部分となる一対のスロット内配置部と、前記一対のスロット内配置部の間を連結し前記ステータコアに対し電源供給用のリード線が接続される側に配置される部分となるリード側コイルエンド配置部と、前記リード側コイルエンド配置部の反対側にて前記一対のスロット内配置部の間を連結する反リード側コイルエンド配置部とを備えるコイルを製造するコイルの製造方法において、前記巻枠は、当該巻枠にて互いに直交するＸＹＺ軸を定義するときに、Ｘ軸方向に配列される第１Ｘ軸面および第２Ｘ軸面と、Ｙ軸方向に配列される第１Ｙ軸面および第２Ｙ軸面と、Ｚ軸方向に配列される第１Ｚ軸面および第２Ｚ軸面と、を備え、前記導体の供給方向に対して前記Ｘ軸方向が直交するように前記巻枠を配置した状態で、前記巻枠を前記Ｘ軸中心に回転させながら前記導体を前記第１Ｚ軸面にて前記第２Ｙ軸面側から前記第１Ｙ軸面側へ向かって巻き付けて前記反リード側コイルエンド配置部を成形した後、前記巻枠を前記Ｙ軸中心に回転させて前記導体の供給方向に対して前記Ｚ軸方向が直交するように前記巻枠を配置した状態として、前記導体を前記第１Ｙ軸面にて前記第２Ｘ軸面側から前記第１Ｘ軸面側へ向かって巻き付けて前記一対のスロット内配置部のうちの一方を成形する第１巻き付け工程と、前記導体の供給方向に対して前記Ｚ軸方向が直交するように前記巻枠を配置した状態で、前記巻枠を前記Ｚ軸中心に回転させながら、前記導体を前記第１Ｘ軸面にて前記第１Ｙ軸面側から前記第２Ｙ軸面側へ向かって巻き付けて前記リード側コイルエンド配置部を成形し、かつ、前記導体を前記第２Ｙ軸面にて前記第１Ｘ軸面側から前記第２Ｘ軸面側へ向かって巻き付けて前記一対のスロット内配置部のうちの他方を成形する第２巻き付け工程と、前記第１巻き付け工程と前記第２巻き付け工程を複数回行うことにより前記巻枠に対し前記導体を隙間を備えるように積層させながら巻き付けた後、前記リード側コイルエンド配置部と前記反リード側コイルエンド配置部に対して前記導体の積層方向に前記導体の幅の大きさの段差を成形するクランク成形を行うクランク成形工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
この態様によれば、リード側コイルエンド配置部における導体の積層方向と反リード側コイルエンド配置部における導体の積層方向とが互いに直交し、かつ、リード側コイルエンド配置部と反リード側コイルエンド配置部に対して導体の積層方向に導体の幅の大きさの段差を成形したコイルを製造することができる。そして、このコイルは、ステータにおけるコイルエンドの小型化およびステータコアへの組み付け性の向上を可能とする。そして、このコイルを製造するに際して、巻枠に導体を巻き付けることにより一対のスロット内配置部と段差が成形される前のリード側コイルエンド配置部および反リード側コイルエンド配置部を成形できる。そのため、その後、成形されたリード側コイルエンド配置部と反リード側コイルエンド配置部に対して段差を成形するだけで、コイルを完成させることができる。したがって、コイルが完成するまでに要する装置の数を抑制して、コイルを簡便に製造することができる。
【００１１】
上記の態様においては、前記巻枠は、前記第１Ｘ軸面と前記第１Ｙ軸面と前記第２Ｙ軸面と前記第１Ｚ軸面に、前記導体の幅の大きさの間隔を空けて設けられた複数の溝を備え、前記溝に前記導体を挿入して前記巻枠に対し前記導体を巻き付けること、が好ましい。
【００１２】
この態様によれば、コイルにおいて、隣り合う導体の間に備わる隙間の大きさを精度よく成形することができる。
【００１３】
上記の態様においては、成形された前記一対のスロット内配置部と前記リード側コイルエンド配置部と前記反リード側コイルエンド配置部を前記巻枠に押し付ける押し付け工程を有すること、が好ましい。
【００１４】
この態様によれば、コイルを巻枠の形状に倣わせて成形することができ、所望の形状のコイルを確実に製造することができる。
【００１５】
上記の態様においては、前記巻枠は、前記Ｙ軸方向に順に配列された第１巻枠片と第２巻枠片と第３巻枠片から構成され、前記第１巻枠片は前記第１Ｙ軸面を備え、前記第３巻枠片は前記第２Ｙ軸面を備えており、前記巻枠に対し前記導体を積層させながら巻き付けた後、前記第１巻枠片と前記第３巻枠片の間の距離を狭めて前記巻枠から前記導体を外すこと、が好ましい。
【００１６】
この態様によれば、コイルを巻枠から容易に取り出すことができるので、コイルの製造効率を向上させることができる。
【００１７】
上記の態様においては、前記巻枠を前記Ｙ軸方向の中央部で分割して成形された第１領域と第２領域との相対的な配置位置をずらすことにより前記クランク成形を行うこと、が好ましい。
【００１８】
この態様によれば、巻枠を備える装置のみでコイルを完成させることができるので、コイルをさらに簡便に製造することができる。
【００１９】
上記の態様においては、前記第１領域と前記第２領域との間の距離を狭めて前記巻枠から前記導体を外すこと、が好ましい。
【００２０】
この態様によれば、コイルを巻枠から容易に取り出すことができるので、コイルの製造効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るコイルの製造方法によれば、ステータにおけるコイルエンドの小型化およびステータコアへの組み付け性の向上を可能とするコイルを簡便に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】コイルの外観斜視図である。
【図２】コイルの正面図である。
【図３】コイルの上面図である。
【図４】ステータコアに配置するために追加工した後のコイルの正面図である。
【図５】ステータコアに配置するために追加工した後のコイルの上面図である。
【図６】コイル籠において隣り合う２本のコイルを抜き出して示した正面図である。
【図７】コイル籠において隣り合う２本のコイルを抜き出して示した上面図である。
【図８】コイル籠の一部がステータコアに挿入される様子を表した斜視図である。
【図９】ステータの斜視図である。
【図１０】コイルの製造装置の正面図である。
【図１１】コイルの製造装置の上面図である。
【図１２】巻枠の外観斜視図である。
【図１３】巻枠の上面図である。
【図１４】巻枠の正面図である。
【図１５】巻枠の側面図である。
【図１６】図１３のＡ−Ａ断面図であって、トグル機構が開いた状態を示す図である。
【図１７】押し型の説明図である。
【図１８】コイルの製造方法のフロー図である。
【図１９】コイルの製造装置の正面図である。
【図２０】平角導体を巻枠に巻き付ける様子を示す図である。
【図２１】コイルの製造装置の正面図である。
【図２２】平角導体を巻枠に巻き付ける様子を示す図である。
【図２３】コイルの製造装置の正面図である。
【図２４】平角導体を巻枠に巻き付ける様子を示す図である。
【図２５】コイルの製造装置の正面図である。
【図２６】平角導体を巻枠に巻き付ける様子を示す図である。
【図２７】平角導体を巻枠に巻き付ける様子を示す図である。
【図２８】平角導体を巻枠に巻き付ける様子を示す図である。
【図２９】押し型によりコイルを押し付けた状態を示す図である。
【図３０】図１６に対応する図であって、トグル機構が閉じた状態を示す図である。
【図３１】実施例２の巻枠の外観斜視図である。
【図３２】実施例２の巻枠の上面図である。
【図３３】実施例２の巻枠の正面図である。
【図３４】実施例２の巻枠の側面図である。
【図３５】クランク成形後の実施例２の巻枠の外観斜視図である。
【図３６】クランク成形後の実施例２の巻枠の上面図である。
【図３７】クランク成形後の実施例２の巻枠の正面図である。
【図３８】クランク成形後の実施例２の巻枠の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
ここでは、まず、本発明により製造するコイルの構造、および当該コイルを使用したステータの製造方法についての全体的な概要について説明する。そして、その後、コイルの製造に関して詳細に説明する。
【００２４】
〔コイルの構造〕
まず、本発明により製造されるコイル１の構造について説明する。ここで、図１はコイル１の外観斜視図であり、図２はコイル１の正面図であり、図３はコイル１の上面図である。コイル１は、平角導体１０からなるものである。ここで、平角導体１０は、導電性の高い銅やアルミニウム等の金属を矩形断面のワイヤとして形成したものであり、その周囲はエナメル等の絶縁被覆材で覆われている。そして、この平角導体１０に対してエッジワイズ曲げ加工やフラットワイズ曲げ加工を行って、コイル１を製造する。ここで、「エッジワイズ曲げ加工」とは、平角導体１０の矩形断面における短辺側の一方の面を内径面とし他方の面を外径面として、当該平角導体１０を短辺側方向に曲げて成形することである。また、「フラットワイズ曲げ加工」とは、平角導体１０の矩形断面における長辺側の一方の面を内径面とし他方の面を外径面として、当該平角導体１０を長辺側方向に曲げて成形することである。
【００２５】
図１〜図３に示すように、コイル１は、平角導体１０を周状に巻きながら積層して成形されるものである。このコイル１は、隣り合う平角導体１０の間に平角導体１０の積層方向の隙間δを備える。この隙間δは、平角導体１０が挿入できる大きさとしており、詳しくは、平角導体１０の短辺幅分の大きさとしている。そして、コイル１は、端部１２、端部１４、スロット内配置部１６、リード側コイルエンド配置部１８、反リード側コイルエンド配置部２０、折り曲げ部２２などを備えている。
【００２６】
ここで、スロット内配置部１６は、コイル１をステータコア４２（図８参照）に配置するときにスロット４６（図８参照）の内部に配置される部分である。このスロット内配置部１６は、図１や図２に示すように、図面の上下方向について直線形状に成形されている。
【００２７】
また、スロット内配置部１６は、図３に示すように、コイル１の周上における一対のスロット内配置部１６の間隔Ｌ１〜Ｌ５が平角導体１０の積層方向（図３の上方向）に沿って、間隔Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の順に徐々に広くなるように成形されている。これにより、スロット内配置部１６をステータコア４２の径方向に放射状に形成されるスロット４６内に確実に配置できる。
【００２８】
また、リード側コイルエンド配置部１８は、コイル１をステータコア４２に配置するときにスロット４６の外部に配置される部分である。このリード側コイルエンド配置部１８は、図１〜図３に示すように、レーンチェンジ部２４と、第１縁部２６と、第２縁部２８などを備えている。第１縁部２６と第２縁部２８は、各々、図３に示すように、平角導体１０の積層方向（図３の上方向）に湾曲する円弧形状部分である。このように、第１縁部２６と第２縁部２８が円弧形状に成形されているので、リード側コイルエンド配置部１８をステータコア４２の周方向に沿って配置することができる。
【００２９】
そして、図３に示すように、レーンチェンジ部２４は、リード側コイルエンド配置部１８の略中央部（中央部またはその近傍）にて、平角導体１０の積層方向（図３の上下方向）について平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるものである。なお、リード側コイルエンド配置部１８における平角導体１０の積層方向（図３の上下方向）は、コイル１をステータコア４２に配置するときのステータコア４２の径方向となる。
【００３０】
また、第１縁部２６と第２縁部２８は、図１と図２に示すように、各々、Ｒ形状部３０を備える。このＲ形状部３０は、第１縁部２６とスロット内配置部１６との接続側端部にてコイル１の周方向について円弧形状に形成され、第２縁部２８とスロット内配置部１６との接続側端部にてコイル１の周方向について円弧形状に形成される。なお、このリード側コイルエンド配置部１８は、ステータコア４２の軸方向の端面５６（図９参照）に対し、電源供給用のリード線（不図示）が接続される側に配置される。
【００３１】
また、反リード側コイルエンド配置部２０は、コイル１をステータコア４２に配置するときにスロット４６の外部に配置される部分である。この反リード側コイルエンド配置部２０は、図１〜図３に示すように、レーンチェンジ部３２と、第１縁部３４と、第２縁部３６などを備える。
【００３２】
そして、図２に示すように、レーンチェンジ部３２は、反リード側コイルエンド配置部２０の略中央部（中央部またはその近傍）にて、平角導体１０の積層方向（図２の上下方向）について平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるものである。なお、反リード側コイルエンド配置部２０における平角導体１０の積層方向（図２の上下方向）は、コイル１をステータコア４２に配置するときのステータコア４２の軸方向となる。
【００３３】
また、折り曲げ部２２は、コイル１を用いて環状のコイル籠４４（図９参照）を形成したときの当該コイル籠４４の内側に向かって、反リード側コイルエンド配置部２０がスロット内配置部１６から突出させるために成形された部分である。そして、この折り曲げ部２２を有することにより、リード側コイルエンド配置部１８における平角導体１０の積層方向と反リード側コイルエンド配置部２０における平角導体１０の積層方向とが直交する。これにより、コイル１（コイル籠４４）をステータコア４２に配置するときに、コイル１（コイル籠４４）をステータコア４２の軸方向から組み付けることができる。そのため、コイル１について、ステータコア４２への組み付け性が向上する。
【００３４】
また、コイル１は、隣り合う平角導体１０の間に隙間δを備える。そして、このコイル１は、リード側コイルエンド配置部１８に平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるレーンチェンジ部２４を備え、反リード側コイルエンド配置部２０に平角導体１０の短辺幅分の大きさの段差からなるレーンチェンジ部３２を備えている。これにより、詳しくは後述するように、ステータ４０のコイルエンドの小型化を可能とする。
【００３５】
〔ステータの製造方法〕
次に、以上のようなコイル１を使用したステータ４０の製造方法について説明する。ここで、図４はステータコア４２に配置するために追加工した後のコイル１の正面図であり、図５はステータコア４２に配置するために追加工した後のコイル１の上面図である。また、図６はコイル籠４４において隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂを抜き出して示した正面図であり、図７はコイル籠４４において隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂを抜き出して示した上面図である。そして、図８はコイル籠４４の一部がステータコア４２に挿入される様子を表した斜視図であり、図９はステータ４０の斜視図である。
【００３６】
まず、コイル１をステータコア４２に配置するために、コイル１に対し追加工を行い、コイル１を図４と図５に示すような形状に成形する。具体的には、コイル１の一方の端部１２に渡し部４８とリード部５０を備え、コイル１の他方の端部１４に渡し部５２と接合部５４を備えるように成形する。次に、このように成形したコイル１を複数重ねてコイル籠４４を形成する。次に、図８に示すように、ステータコア４２の軸方向からコイル籠４４をスロット４６に配置するようにしてステータコア４２に配置する。以上により、図９に示すようなステータ４０を製造する。
【００３７】
ここで、コイル籠４４において隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂを抜き出して示した図を図６と図７に示す。図６と図７に示すように、２本のコイル１Ａ，１Ｂは、お互いの隙間δに入るように噛み合って組み合わされている。そして、リード側のレーンチェンジ部２４Ａ，２４Ｂが隣り合うように配置され、また、反リード側のレーンチェンジ部３２Ａ，３２Ｂが隣り合うように配置されている。このように、レーンチェンジ部２４Ａ，２４Ｂとレーンチェンジ部３２Ａ，３２Ｂは、各々、一本の平角導体１０をかわすようにして配置されている。
【００３８】
このように、コイル１を使用してステータ４０を製造するときには、隣り合う２本のコイル１Ａ，１Ｂについて、一方のコイル１Ａにおける隣り合う平角導体１０の間の隙間δに他方のコイル１Ｂの平角導体１０を挿入することができる。これにより、コイル１Ａの平角導体１０とコイル１Ｂの平角導体１０とを交互に配置することができる。さらに、一方のコイル１Ａのリード側コイルエンド配置部１８と反リード側コイルエンド配置部２０に備わるレーンチェンジ部２４，３２により、他方のコイル１Ｂの１本の平角導体１０の幅をかわすことができる。そのため、前記の従来技術のように複数の導体の幅をレーンチェンジ部でかわす必要がなく、複数の導体の幅分のレーンチェンジ部をステータコア４２の軸方向に逃がす必要はない。したがって、ステータ４０のコイルエンドの軸方向の高さを短縮できる。以上のようにして、ステータ４０におけるコイルエンドの小型化を図ることができる。また、同形状のコイル１を複数使用してステータ４０を製造することができるので、ステータ４０の組み立て性がよい。
【００３９】
また、ステータコア４２の軸方向からコイル籠４４（コイル１）をスロット４６に挿入して容易にステータコア４２に配置することができるので、ステータコア４２へのコイル籠４４（コイル１）の組み付け性が向上する。
【００４０】
〔コイルの製造〕
次に、以上のようにステータ４０におけるコイルエンドの小型化およびステータコア４２への組み付け性の向上を可能とするコイル１の製造に関して説明する。本実施例では、以下に、詳細に説明するように、コイル１は、巻枠６２に対し平角導体１０を、隣り合う平角導体１０の間に平角導体１０の幅の大きさの隙間δを備えるようにして、積層させながら巻き付けて製造される。
【００４１】
＜実施例１＞
まず、実施例１について説明する。まず、コイル１の製造装置６０を説明する。図１０と図１１に示すように、製造装置６０は、巻枠６２、揺動機構６４、回転機構６６などを有する。また、製造装置６０は、図１７に示す押し型６８や、図１６に示すトグル機構７０なども有する。なお、図１０や後述する図１９や図２１や図２３や図２５は、製造装置６０の正面図であるが、一部断面図として示している。また、図１１は、巻枠６２を省略して示している。
【００４２】
巻枠６２は、図１２〜図１５に示すように、この巻枠６２にて互いに直交するＸＹＺ軸を定義するときに、第１Ｘ軸面７２、第２Ｘ軸面７４、第１Ｙ軸面７６、第２Ｙ軸面７８、第１Ｚ軸面８０、第２Ｚ軸面８２を備えている。具体的には、第１Ｘ軸面７２と第２Ｘ軸面７４がＸ軸方向に配列され、第１Ｙ軸面７６と第２Ｙ軸面７８がＹ軸方向に配列され、第１Ｚ軸面８０と第２Ｚ軸面８２がＺ軸方向に配列されている。
【００４３】
なお、ここで定義するＸＹＺ軸は、図１３〜図１５に示す原点Ｏの位置で交わっているとする。詳しくは、Ｙ軸は、図１３や図１５に示すように、巻枠６２の溝８４における円弧形状部８４ａ（図１などに示す折り曲げ部２２を成形する部分）の円弧形状の中心の位置に設定されている。そして、Ｘ軸とＺ軸は、図１３や図１４に示すように、Ｙ軸方向の中央の位置に設定されている。
【００４４】
そして、巻枠６２は、第１Ｘ軸面７２と第１Ｙ軸面７６と第２Ｙ軸面７８と第１Ｚ軸面８０に、複数の溝８４を備えている。この溝８４は、コイル１の完成形状（図１など参照）からレーンチェンジ部２４とレーンチェンジ部３２を除いた形状を凹状に成形したものである。そして、隣り合う溝８４は、平角導体１０の幅分（詳しくは、平角導体１０の短辺幅分）の大きさの間隔を空けて設けられている。
【００４５】
また、巻枠６２は、３つに分割されており、詳しくは図１６に示すように、Ｙ軸方向（図１６の左右方向）に順に配列された第１巻枠片８６と第２巻枠片８８と第３巻枠片９０とから構成されている。そして、第１巻枠片８６は第１Ｙ軸面７６を備え、第３巻枠片９０は第２Ｙ軸面７８を備えている。
【００４６】
揺動機構６４は、巻枠６２を揺動させる機構である。この揺動機構６４は、揺動部９２、第１シャフト９４、第１連結部９６、第２シャフト９８、第２連結部１００、揺動ガイド部１０２などを備える。揺動部９２は、第１連結部９６を介して第１シャフト９４に連結され、第２連結部１００を介して第２シャフト９８に連結されている。そして、第１シャフト９４と第２シャフト９８がその軸方向に移動することにより、揺動部９２は、揺動ガイド部１０２に支持されながら周状に揺動する。そして、これにより、巻枠６２がＹ軸（図１３や図１４など参照）中心に回転する。
【００４７】
回転機構６６は、巻枠６２を回転させる機構であり、円盤部１０４と回転駆動部１０６ところ１０８などを備えている。円盤部１０４は円盤状に成形された部材であり、その外周部に回転駆動部１０６ところ１０８が配置されている。回転駆動部１０６は、円盤部１０４をその中心軸を中心にして回転させる駆動手段である。ころ１０８は、円盤部１０４を支持しながら、円盤部１０４の回転を案内する。
【００４８】
押し型６８は、図１７に示すように、コイル１を巻枠６２の形状に倣わして、コイル１を完成形状（図１など参照）に成形するための成形型である。押し型６８は、第１型１１０と第２型１１２を備え、不図示の駆動部により第１型１１０と第２型１１２が駆動する。
【００４９】
トグル機構７０は、巻枠６２を開閉する機構である。このトグル機構７０は、図１６に示すように、シャフト１１４とリンク１１６とリンク１１８などを備える。そして、シャフト１１４の端部に、リンク１１６の一方の端部とリンク１１８の一方の端部とが連結している。なお、リンク１１６とリンク１１８は、各々の一方の端部を中心にしてシャフト１１４に対して回転可能な状態で連結している。また、リンク１１６の他方の端部は第１巻枠片８６に連結し、リンク１１８の他方の端部は第３巻枠片９０に連結している。なお、リンク１１６は、その他方の端部を中心にして第１巻枠片８６に対して回転可能な状態で連結している。また、リンク１１８は、その他方の端部を中心にして第３巻枠片９０に対して回転可能な状態で連結している。
【００５０】
このような構造のトグル機構７０においては、シャフト１１４がその軸方向に移動することにより、リンク１１６とリンク１１８が各々の一方の端部を中心に開閉する。これにより、第１巻枠片８６と第３巻枠片９０の間の距離αを拡げたり狭めたりすることができる。
【００５１】
次に、以上のような構成の製造装置６０を使用したコイル１の製造方法について説明する。ここで、図１８は、コイル１の製造方法のフロー図である。
【００５２】
まず、図１９に示すように、巻枠角度が９０°となるように巻枠６２を配置する（ステップＳ１）。ここで、巻枠角度とは、巻枠６２のＸ軸方向（図１２など参照）と平角導体１０の供給方向（図１９の左右方向、後述する図２０の矢印方向）のなす角度である。ここでは、すなわち、平角導体１０の供給方向に対して巻枠６２におけるＸ軸方向が直交するように、巻枠６２を配置する。
【００５３】
次に、図２０に示すように、予めＬの字に成形した平角導体１０を巻枠６２の第２Ｙ軸面７８の溝８４に挿入する（ステップＳ２）。
【００５４】
次に、巻枠６２をＸ軸（図１２〜図１５参照）中心に回転させる（ステップＳ３）。具体的には、平角導体１０の供給方向に対してＸ軸方向を直交させるようにして巻枠６２を配置した状態（図２０に示す状態）で、回転機構６６により巻枠６２を図２１に示すようにＸ軸中心に右回りに１８０°回転させる。これにより、製造装置６０は図２１に示す状態となり、巻枠６２は図２２に示す状態となる。そしてこのとき、図２２に示すように、平角導体１０を巻枠６２の第１Ｚ軸面８０の溝８４に挿入して、平角導体１０を巻枠６２の第１Ｚ軸面８０にて第２Ｙ軸面７８（図２０参照）側から第１Ｙ軸面７６側に向かって巻き付ける。これにより、レーンチェンジ部３２を備えていない反リード側コイルエンド配置部２０を成形する。
【００５５】
なお、反リード側コイルエンド配置部２０は、前記の図１などに示したように、リード側コイルエンド配置部１８の反対側にて一対のスロット内配置部１６の間を連結する部分である。なお、反リード側コイルエンド配置部２０は、ステータコア４２（図８参照）の内周面よりも内側に配置される部分である。
【００５６】
次に、揺動機構６４により巻枠６２を揺動させて、巻枠角度が０°となるように巻枠６２を配置する（ステップＳ４）。具体的には、揺動機構６４により巻枠６２を揺動させて、図２３に示すように巻枠６２をＹ軸（図１２〜図１５参照）中心に右回りに９０°回転させる。これにより、製造装置６０は図２３に示す状態となり、巻枠６２は図２４に示す状態となる。すなわち、平角導体１０の供給方向（図２３の左右方向、図２４の矢印方向）に対して、巻枠６２におけるＺ軸方向（図１２〜図１５参照）が直交するように巻枠６２を配置した状態にする。
【００５７】
そしてこのとき、図２４に示すように、平角導体１０を巻枠６２の第１Ｙ軸面７６の溝８４に挿入して、平角導体１０を巻枠６２の第１Ｙ軸面７６にて第２Ｘ軸面７４側から第１Ｘ軸面７２側へ向かって巻き付ける。これにより、一対のスロット内配置部１６のうちの一方のスロット内配置部１６（図１における右側のスロット内配置部１６）を成形する。なお、以上のステップＳ３とステップＳ４による工程が、第１巻き付け工程である。
【００５８】
なお、ステップＳ３において巻枠６２をＸ軸中心に１８０°回転させ終える前に（例えば、巻枠６２をＸ軸中心に１５０°あるいはそれ以上回転させた時点で）、ステップＳ４において巻枠６２を揺動させることを開始してもよい。これにより、巻枠６２と平角導体１０との干渉をさらに低減することができるので、コイル１の品質が向上する。
【００５９】
次に、巻枠６２をＺ軸中心に回転させる（ステップＳ５）。具体的には、平角導体１０の供給方向に対して巻枠６２におけるＺ軸方向が直交するように巻枠６２を配置した状態で、図２５に示すように、回転機構６６により巻枠６２をＺ軸中心に１８０°回転させる。これにより、製造装置６０は図２５に示す状態となり、巻枠６２は図２６に示す状態を経由して図２７に示す状態となる。
【００６０】
そしてこのとき、図２６に示すように、平角導体１０を巻枠６２の第１Ｘ軸面７２の溝８４に挿入して、平角導体１０を巻枠６２の第１Ｘ軸面７２にて第１Ｙ軸面７６側から第２Ｙ軸面７８側に向かって巻き付ける。これにより、レーンチェンジ部２４を備えていないリード側コイルエンド配置部１８を成形する。さらに、図２７に示すように、平角導体１０を巻枠６２の第２Ｙ軸面７８の溝８４に挿入して、平角導体１０を巻枠６２の第２Ｙ軸面７８にて第１Ｘ軸面７２側から第２Ｘ軸面７４側へ向かって巻き付ける。これにより、一対のスロット内配置部１６のうちの他方のスロット内配置部１６（図１における左側のスロット内配置部１６）を成形する。
【００６１】
なお、リード側コイルエンド配置部１８は、前記の図１などに示したように、一対のスロット内配置部１６の間を連結しステータコア４２（図８参照）に対し電源供給用のリード線（不図示）が接続される側に配置される部分である。なお、以上のステップＳ５による工程が、第２巻き付け工程である。
【００６２】
次に、前記の図１９に示すように、巻枠角度が９０°となるように巻枠６２を配置する（ステップＳ６）。具体的には、揺動機構６４により巻枠６２を揺動させて、巻枠角度が９０°となるように巻枠６２を配置する。なお、ステップＳ５において巻枠６２をＺ軸中心に１８０°回転させ終える前に（例えば、巻枠６２をＺ軸中心に１５０°あるいはそれ以上回転した時点で）、ステップＳ６において巻枠６２を揺動させることを開始してもよい。これにより、巻枠６２と平角導体１０との干渉をさらに低減することができるので、コイル１の品質が向上する。
【００６３】
その後、コイル１が所定の巻き数となるまでステップＳ３〜ステップＳ６の動作を繰り返す（ステップＳ７）。このように、ステップＳ３〜ステップＳ６の動作を複数回行うことにより、図２８に示すように、巻枠６２に対し平角導体１０を隙間δ（図２など参照）を備えるように積層させながら巻き付ける。
【００６４】
次に、押し型６８によりコイル１を巻枠６２に押し付ける（ステップＳ８）。このとき、図２９に示すように、押し型６８により巻枠６２を覆うようにして、押し型６８により一対のスロット内配置部１６とリード側コイルエンド配置部１８と反リード側コイルエンド配置部２０を巻枠６２に押し付ける。これにより、コイル１の形状を巻枠６２の形状に倣わして仕上げる。なお、以上のステップＳ８による工程が、押し付け工程である。
【００６５】
次に、図３０に示すように、トグル機構７０により巻枠６２を閉じる（ステップＳ９）。すなわち、第１巻枠片８６と第３巻枠片９０との間の距離αを図１６に示す状態から狭める。そして、このようにして、巻枠６２に巻き付けられた平角導体１０（コイル１）を巻枠６２から外す。なお、図３０では平角導体１０（コイル１）を省略して示している。
【００６６】
次に、巻枠６２からコイル１を取り出す（ステップＳ１０）。このとき、コイル１のリード側コイルエンド配置部１８と反リード側コイルエンド配置部２０には、まだレーンチェンジ部２４とレーンチェンジ部３２が成形されていない。そこで、次に、コイル１に対してクランク成形を行う（クランク成形工程）（ステップＳ１１）。具体的には、成形されたリード側コイルエンド配置部１８と反リード側コイルエンド配置部２０に対して、クランク成形用の別装置を使用して、平角導体１０の積層方向に平角導体１０の幅分（詳しくは、平角導体１０の短辺幅分）の大きさの段差からなるレーンチェンジ部２４とレーンチェンジ部３２を成形する。以上のようにして、コイル１を製造する。
【００６７】
以上のような実施例１によれば、以下のような効果を得ることができる。実施例１によれば、製造装置６０の巻枠６２に平角導体１０を巻き付けることにより、一対のスロット内配置部１６と、レーンチェンジ部２４を形成する前のリード側コイルエンド配置部１８およびレーンチェンジ部３２を形成する前の反リード側コイルエンド配置部２０を成形することができる。そして、その後、成形されたリード側コイルエンド配置部１８と反リード側コイルエンド配置部２０に対して、クランク成形用の別装置を使用して、レーンチェンジ部２４とレーンチェンジ部３２を成形するだけでコイル１を完成させることができる。そのため、コイル１が完成するまでに要する装置の数を抑制して、コイル１を簡便に製造することができる。
【００６８】
また、製造途中の加工品を異なる装置間で移し替える際に必要となる当該加工品の位置決め作業回数を減らすことができ、コイル１の精度が向上する。また、製造途中の加工品を異なる装置間で移し替える際に必要となる当該加工品に対する治具の着脱回数が少なくなるので、コイル１の絶縁被膜と治具とが擦れる回数が減り、平角導体１０の絶縁性、寸法などの品質を維持できる。そのため、コイル１の絶縁性などの品質が向上する。
【００６９】
また、コイル１が完成するまでに使用する装置の数を抑制することができるので、装置間で製造途中の加工品を搬送する付帯装置の数を減らすことができる。そのため、コイル１の製造コストを低減できる。また、加工品の搬送や加工品と治具との着脱などに要する時間（非加工時間）を少なくできるので、コイル１の生産性が向上する。
【００７０】
また、巻枠６２は、第１Ｘ軸面７２と第１Ｙ軸面７６と第２Ｙ軸面７８と第１Ｚ軸面８０に、平角導体１０の幅の大きさの間隔を空けて設けられた複数の溝８４を備え、この溝８４に平角導体１０を挿入して巻枠６２に対し平角導体１０を巻き付ける。これにより、コイル１において、隣り合う平角導体１０の間に備わる隙間δの大きさを精度よく成形することができる。
【００７１】
また、成形された一対のスロット内配置部１６とリード側コイルエンド配置部１８と反リード側コイルエンド配置部２０を、押し型６８により巻枠６２に押し付ける押し付け工程を有する。これにより、コイル１を巻枠６２の形状に倣わせて成形することができ、所望の形状のコイル１を確実に製造することができる。
【００７２】
また、巻枠６２は、Ｙ軸方向に順に配列された第１巻枠片８６と第２巻枠片８８と第３巻枠片９０から構成されている。そして、第１巻枠片８６は第１Ｙ軸面７６を備え、第３巻枠片９０は第２Ｙ軸面７８を備えている。そして、巻枠６２に対し平角導体１０を積層させながら巻き付けた後、第１巻枠片８６と第３巻枠片９０の間の距離αを狭めて巻枠６２から平角導体１０を外す。これにより、コイル１を巻枠６２から容易に取り出すことができるので、コイル１の製造効率を向上させることができる。
【００７３】
＜実施例２＞
次に、実施例２について説明する。以下の説明では、実施例１と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。実施例２は実施例１と異なる点として、巻枠６２の代わりに巻枠１２０を使用する。この巻枠１２０は、図３１〜図３４に示すように、Ｙ軸方向の中央部で分割して成形される第１領域１２２と第２領域１２４とから構成される。
【００７４】
そして、コイル１の製造方法におけるクランク成形工程において、巻枠１２０を使用してコイル１に対してクランク成形を行う。具体的には、前記のステップＳ７においてコイル１が所定の巻き数となるまでステップＳ３〜ステップＳ６の動作を繰り返した後、図３５〜図３８に示すようにコイル１が巻枠１２０に配置されたままの状態で、第１領域１２２と第２領域１２４との相対的な配置位置をずらす。
【００７５】
なお、前記のステップＳ８において押し型６８でコイル１を巻枠１２０に押し付けた後に、巻枠１２０を使用してコイル１に対してクランク成形を行ってもよい。また、実施例２においても実施例１のように、第１巻枠片８６と第２巻枠片８８と第３巻枠片９０とを構成し、トグル機構７０により巻枠１２０を閉じることができるようにしてもよい。
【００７６】
以上のような実施例２によれば、実施例１の効果に加えて、さらに以下のような効果を得ることができる。実施例２のクランク成形工程では、巻枠１２０をＹ軸方向の中央部で分割して成形された第１領域１２２と第２領域１２４との相対的な配置位置をずらすことによりクランク成形を行う。これにより、１つの製造装置６０でコイル１を完成させることができるので、コイル１をさらに簡便に製造することができる。
【００７７】
また、第１領域１２２と第２領域１２４との間の距離を狭めて巻枠１２０から平角導体１０を外すことにより、コイル１を巻枠１２０から容易に取り出すことができるので、コイル１の製造効率を向上させることができる。
【００７８】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００７９】
１    コイル
１０  平角導体
１６  スロット内配置部
１８  リード側コイルエンド配置部
２０  反リード側コイルエンド配置部
２２  折り曲げ部
２４  レーンチェンジ部
２６  第１縁部
２８  第２縁部
３０  Ｒ形状部
３２  レーンチェンジ部
３４  第１縁部
３６  第２縁部
４０  ステータ
４２  ステータコア
４４  コイル籠
４６  スロット
４８  渡し部
５０  リード部
５２  渡し部
５４  接合部
５６  端面
６０  製造装置
６２  巻枠
６４  揺動機構
６６  回転機構
６８  押し型
７０  トグル機構
７２  第１Ｘ軸面
７４  第２Ｘ軸面
７６  第１Ｙ軸面
７８  第２Ｙ軸面
８０  第１Ｚ軸面
８２  第２Ｚ軸面
８４  溝
１２０  巻枠
δ  隙間
α  距離
【図１】
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【図２】
2013183493.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013183493.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2013183493.tif 000013
【図１２】
2013183493.tif 000014
【図１３】
2013183493.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2013183493.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2013183493.tif 000019
【図１８】
2013183493.tif 000020
【図１９】
2013183493.tif 000021
【図２０】
2013183493.tif 000022
【図２１】
2013183493.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2013183493.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
2013183493.tif 000033
【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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